کاربرد سیانوباکتری ها در تولید محصولات تجزیه پذیر

Abstract

زمینه و هدف: فرآیند تولید محصولات نفتی می تواند یک تهدید جدی برای محیط زیست باشد و انتشار مواد سمی نظیر گازهای گلخانه‌ای در هوا می‌تواند برای انسان‌ها، گیاهان و جانوران خطرناک باشد. در این میان سیانوباکتری‌ها بعنوان منابع تولید پلاستیک‌های تجزیه پذیر و سوخت‌های زیستی بسیار حائز اهمیت می‌باشند. سیانوباکتری‌ها دارای رویکرد‌های قابل‌توجهی برای تثبیت و جذب نیتروژن اتمسفر و دی‌اکسیدکربن و استفاده از آن برای رشد در آب و هوای نامساعد، محیط‌هایی مانند خاک‌های غیرحاصلخیز و آب‌های شور، هستند که آن‌ها را برای تولید پلاستیک‌های تخریب پذیر و سوخت‌های زیستی مناسب می کنند. با این وجود طیف وسیعی از محصولات تولیدی آن ها تاکنون شناخته نشده است. از این رو در این مقاله مروری، پتانسیل سیانوباکتری‌های تولیدکننده ی پلاستیک‌های تجزیه پذیر و استراتژی بهبود تولید آن ها و همچنین تجاری سازی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: در مقاله ی حاضر، مقالات مرتبط منتشرشده در سال های 2020-2023 در بانک های اطلاعاتی اشپرینگر، ساینس دایرکت، اسکاپوس و جان وایلی جهت به دست آوردن آخرین یافته‌ها در زمینه ی پتانسیل سیانوباکتری‌ها در تولید محصولات تجزیه پذیر مورد بررسی قرار گرفت. در این مقاله ی مروری با جستجو در سایت مش، کلمات کلیدی مناسب انتخاب گردید و بر اساس آن ها، سی مقاله ی جدید مروری و تحقیقاتی، جمع آوری گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیشترین (77 درصد) و کمترین (کمتر از 0/005 درصد) میزان پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) متعلق به سیانوباکتری‌های آلوزیرا فرتیلیزیما و آنابنا سایلیندرک به ترتیب است. علاوه بر آن دستکاری های ژنتیکی منجر به افزایش بیوسنتز PHB تا 35 درصد در سیانوباکتریوم سینکوسیستیس می‌شود. سیانوباکتری‌هایی نظیر نوستوک موسکوروم، آنابنا سیرسینالیس، اسپیرولینا پلتنسیس و سینکوسیستیس کنسوریتا می‌توانند در ساخت بیوپلاستیک، نقش کلیدی داشته باشند و دارای متابولیسم مورد نیاز جهت تولید به صرفه و پایدار بیوپلیمر پلی هیدروکسی الکانوآت (PHAs) و PHB از میان کوپلیمرهای دیگر باشند. نتیجه گیری: افزودن مکمل‌هایی مانند مکمل کربونیل سیانید m-کلروفنیل هیدرازون (CCCP)، دی سیکلوهگزیل کربودی ایمید (DCCD)، مونوفلوئورواستات، ال متیونین سولفوکسیمین (MSX) و آزاسرین به محیط کشت سیانوباکتری‌ها، میزان PHB را تا تقریبا 20 درصد افزایش می‌دهد. علاوه بر آن تولید طبیعی پلاستیک‌های ساخته شده از مواد تجزیه‌پذیر، نیاز به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد، و بنابر‌این دوستدار محیط زیست هستند. تنها مشکلی که در تجاری سازی محصولات تجزیه‌پذیر توسط سیانوباکتری‌ها وجود دارد، حجم کم محصولات زیستی و انباشت کمتر آن ها نسبت به باکتری‌های هتروتروف است.

Keywords

• سیانوباکتری ها
• پلی هیدروکسی آلکانوآت
• پلاستیک های زیستی
• بهداشت محیط